中国速度再次领跑，建成时速600公里最快列车，有望突破1000公里

你坐过时速能达到600千米以上的列车吗？如果没坐过，可能过不了多久就要有机会体验了。

我国最新研发出了超导磁悬浮系统，又一次创造了“全球最快高铁”的神话。600千米的时速，简直比飞机还要快！

那么它是凭借什么才有这样的“本事”？它又是如何实现在轨道上方悬空的？

今年1月，一辆流线型形状的磁悬浮样车在成都亮相，这是我国自主研发设计，并且完全由中国自主建造的高温超导磁浮样车，这意味着我国实现了在这一领域从无到有的重要突破。

它所采用的技术就是极为先进的超导磁悬浮系统，预计最高时速可突破600千米。它使我国成为了继日本后，第二个拥有此项技术的国家，并且比他们提升了不止一个档次。

值得一提的是，高温超导磁浮技术的理论时速能够达到1000千米以上。也就是说，虽然如今的高温超导磁悬浮列车的设计时速为600多千米，但将来也有望突破到1000千米以上。

该高温超导高速磁浮工程化样车的车头，采用的是流线型设计，从外面看起来，犹如一颗流畅的子弹头。

据悉，它还采用了全碳纤维轻量化车体、大载重高温超导磁浮技术、低阻力头型等一系列先进的工艺与技术，极大程度上推动了我国高温超导高速磁浮技术走向工程化的脚步。

那它到底是如何做到在轨道上“悬浮”的呢？这还要从电磁原理说起。

通电的线圈会产生磁场，由于异极相吸，两个不同磁极的物体相互靠近，会产生相向的相互作用力，使两者相吸引。

若将两者竖向排列，再固定住上方的物体，那么下方的物体就既受向上的吸引力，也受自身竖直向下的重力。

线圈的磁场强度决定了两者吸引力的大小，而通过线圈的电流越大，线圈产生的磁场强度也越大。

也就是说，只要选择合适的线圈，在线圈中通过足够大的电流，就会与其下方的磁体自重抵消，让其悬浮在空中。

上海的磁悬浮列车便是采用上述原理，将列车下方设计成拱形，运行轨道设计成T字形，列车左右对称形成两组磁悬浮设施，就能将列车托起来，从根本上消除传统列车车轮与轨道间的摩擦力。

那么列车是如何驱动起来的呢？

同样，也利用了同极相斥，异极相吸的原理。

将轨道侧面嵌入交替的磁体，再在列车侧面与轨道侧面接触的地方，安装上不同方向缠绕的线圈。当电流通过时，临近的线圈同一侧的磁性是相反的，那么列车侧面各个磁体就会趋于侧前方轨道上的得异极磁体，从而将列车向前推动一个单元。

而后电流方向交换，列车侧面各磁体的磁极也会相应转换，再利用磁力将列车向前推动一个单元。我们只需加快电流方向转换频率，循环往复，就可以使列车实现缓慢提速。

那么列车的悬浮和驱动问题都解决了，又该怎么将它稳定在轨道上呢？

这个问题，也要交给我们的磁场，单一磁体形成的磁场是不均匀的，离磁体越远，该点的磁感应强度也就越低，受到的磁力也越小。

所以我们只需要让列车两侧磁体形成同样的磁场，且作用力同时向内或向外，这样列车就会被相反的两个力限制。

当列车向一侧偏移时，列车两个侧面的磁体位于磁场不同的方向，靠近轨道的一侧受到的力变大，强大的磁力让该侧远离轨道。

当远离一定距离后，另一侧受到的磁力也会变大，列车就被两侧磁体形成的磁场牵引或排斥，最终达到两侧力的大小相同，位置趋于稳定。这样一来，列车也就能够稳定在磁悬浮轨道之上了。

以上三个问题被科学家、工程师迎刃而解以后，按理说如此高速的列车早就应该被各个国家所普及了，但为什么连被称作“基建狂魔”的我们，到现在也只有一条30千米长的磁悬浮轨道呢？

其实摆在面前的，还有实践层面的三大难题：技术、地形、能源消耗。

为了解决这些问题，曾有工程师在做研究时给予了超导线圈一个高达700千安的激励电流，这几乎是家用铜线电流的一万倍。

而且在这样的情况下，超导线圈依然能够正常工作，还形成了一个极其强大的磁场。只要通过制冷控制好线圈的环境温度，就可以使线圈不会产生热效应，从而形成永久磁场，大大提升磁悬浮系统的使用效能。

在多次实验后，日本的工程师们将这套系统加持在了山梨新干线上。由于磁力强劲，列车底部与轨道之间的距离十分宽敞，大概能达到10厘米左右。由于这套系统是利用超低温的液氦来进行降温的，所以它被命名为低温超导磁悬浮列车。

不过，该套系统也是因为技术难题和过高的成本，在后来并没有被广泛应用。

而这次我国研发的高温超导磁悬浮列车，与上述的磁悬浮列车最大的区别就是超导线圈所使用的材料不同。

要知道，低温超导磁悬浮列车的线圈材料临界温度在零下264摄氏度左右，所用的制冷剂液态氦不易储存、价格高昂。

而我们使用的材料临界温度在零下170摄氏度左右，采用的是价格低廉、易储存的液态氮，这也在很大程度上降低了制冷负荷，减少了列车运行过程中的用电量。

另外，这种高温超导磁悬浮列车在低速甚至静止情况下，就可以实现悬浮，偌大的列车用手轻轻一推就推动了，这样的技术革命，着实让人惊叹不已。

相信不久的未来，这类列车就将会在祖国大地上尽情驰骋，届时，我们与朋友、亲人的距离，也会越来越短。